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Genaue Temperaturbestimmung

Festlegung Ib: korrigierte Celsius-Skala

Die Nutzung der Internationalen Temperaturskala ist vorgeschrieben (ITS-90), jedoch sind sowohl die Einheit Kelvin als auch die Einheit Grad Celsius zulässig. Dabei ist allerdings zu beachten, dass das Grad Celsius bereits 1954 neu definiert wurde.1)

Abb.1
Bis heute ist es erlaubt, auch Temperaturskalen in Grad Celsius zu benutzen. In Deutschland wurden und werden häufig Thermometer in dieser Einheit skaliert.

Das Foto zeigt ein Thermometer, das in den 1980er Jahren im Zivilschutzbunker im Berliner U-Bahnhof Siemensdamm installiert wurde und noch heute seinen Dienst verrichtet.

Definition
Die aktuelle Internationale Temperaturskala von 1990 (ITS-90) definiert die Internationale Celsius-Temperatur t 90 .2) Sie wird nun aus Kelvin-Einheiten berechnet:
t 90 / °C = T / K 273,15
Damit gelten für die neue Celsius-Skala nicht mehr die beiden Fixpunkte, die Anders Celsius festlegte, sondern ebenfalls der Tripelpunkt von Wasser.
Ein Schritt von 1°C entspricht genau 1K. Die Temperaturintervalle von einem Kelvin oder einem Grad Celsius sind also identisch.

Die Zahlenwerte der Temperaturen sind lediglich um den Wert 273,15 verschoben. Mit Gleichung lassen sich Celsius- in Kelvin-Einheiten umrechnen.

T / K = 273,15 + t / °C

Einige Anwender ziehen es vor, Kelvin-Einheiten für den Bereich unter 273,15K zu nutzen und Celsius-Einheiten für den Bereich darüber.

Laut ITS-90 sind entsprechend Gleichung 0°C definiert als 273,15K und 100°C als 373,15K. Weder der Schmelzpunkt von Eis noch der Siedepunkt von Wasser sind heute allerdings in der Definition der Internationalen Celsius- oder Kelvin-Temperatur nach ITS-90 enthalten. Somit sind sie nicht festgelegt, sondern werden gemessen und unterliegen damit Messungenauigkeiten. Nach Angaben der ITS-90 beträgt die Temperatur des Siedepunktes von Wasser bei Normdruck 99,974°C = 373,124K.3) Auch der Schmelzpunkt von Eis beträgt nach neuen Messungen nicht mehr exakt 0°C, die Abweichungen sind allerdings sehr gering.

Ausführliche Erklärung

1) Streng genommen wurden die Kelvin-Skala und die Celsius-Skala schon durch die Internationale Temperaturskala von 1927 (ITS-27) und die Internationale praktische Temperaturskala von 1948 (IPTS-48) ersetzt. Die ITS-27 ist noch am Schmelzpunkt von Eis und den Siedepunkt von Wasser definiert wie die Temperaturskala von Anders Celsius damals, jedoch auch an zusätzlichen Fixpunkten. Sie sollte deshalb nicht mit der "Celsius-Skala" gleich gesetzt werden, was hier aus Gründen der besseren Verständlichkeit getan wurde.Außerdem wurde 1954 bei der Umstellung der Internationalen Temperaturskala von der ITS-27 auf die IPTS-48 der Thermodynamischen Temperaturskala am Wassertripelpunkt der bekannte Wert zugeordnet, was Lord Kelvin schon 1854 forderte. Die Thermodynamische Temperaturskala wurde deshalb auch Kelvin-Skala genannt. Dies kann aber zu Missverständnissen führen.
2)Preston-Thomas, H. (1990): . In: metrologia. Springer-Verlag27 (1) , 3-10
  • Quelle
  • 3)Bedford, R. E.; Bonnier, G.; Maas, H.; Pavese, F. (1996): . In: metrologia. Springer-Verlag33 (2) , 137
  • Quelle
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